笛卡爾坐標(biāo)系的定義 :
1、每個(gè)2D笛卡爾坐標(biāo)系都有一個(gè)特殊的點(diǎn)，稱為原點(diǎn)（0,0）它是坐標(biāo)系的中心。
2、每個(gè)2D笛卡爾坐標(biāo)系都有兩條過原點(diǎn)的直線向兩邊無限延伸，稱為軸，兩個(gè)軸互相垂直。
笛卡爾坐標(biāo)系定位
坐標(biāo)系是一個(gè)精確定位點(diǎn)的框架。為了在笛卡爾坐標(biāo)系中定位點(diǎn)，引入了笛卡爾坐標(biāo)的概念。在2D平面中，兩個(gè)數(shù)(x,y)就可以定義一個(gè)點(diǎn)。坐標(biāo)的每個(gè)分量都表明了該點(diǎn)與原點(diǎn)之間的距離和方位，每個(gè)分量都是到相應(yīng)軸的有符號距離。如下圖所示，x分量表示該點(diǎn)到y(tǒng)軸的有符號距離，同樣y分量表示該點(diǎn)到x軸的有符號距離?！坝蟹柧嚯x”指在某個(gè)方向上距離為正，而在相反方向?yàn)樨?fù)。
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3D坐標(biāo)系：
3D坐標(biāo)系表示三維空間系，3D坐標(biāo)系存在三個(gè)軸，比2D坐標(biāo)系多了一個(gè)Z軸,3個(gè)軸相互垂直，也就是沒個(gè)軸都有垂直于其他兩個(gè)軸。在3D坐標(biāo)系中點(diǎn)位需要3個(gè)數(shù)：x、y、z.
左手坐標(biāo)系、右手坐標(biāo)系：
3d坐標(biāo)系存在兩種完全不同的坐標(biāo)系，左手坐標(biāo)系和右手坐標(biāo)系。如果屬于相同的坐標(biāo)系，可以通過旋轉(zhuǎn)來重合，否則是不可以重合的。兩個(gè)坐標(biāo)系之間沒有好壞，之是應(yīng)用與不懂的場景。 計(jì)算機(jī)中使用左手坐標(biāo)系，線性代數(shù)中使用右手坐標(biāo)系。
多坐標(biāo)系：
為什么使用多坐標(biāo)系？因?yàn)樵诓煌那闆r下使用不同的坐標(biāo)系更加的方便。某些信息只有在特定的上下文環(huán)境中獲得。
一些有用的坐標(biāo)系：
1、世界坐標(biāo)系：是一個(gè)特殊的坐標(biāo)系，它建立了描述其他坐標(biāo)系所需要的參考框架，另一方面說，能用時(shí)間坐標(biāo)系描述其他坐標(biāo)系的位置，而不能用更大的坐標(biāo)系來描述世界坐標(biāo)系。
2、物體坐標(biāo)系：特定物體相關(guān)聯(lián)的坐標(biāo)系。當(dāng)物體位移或改變方向時(shí)，和該物體相關(guān)的坐標(biāo)系也隨之移動(dòng)和改變方向。比如告訴你“向前走一步”，則是向你的物體坐標(biāo)系發(fā)指令?！扒啊?、“后”、“左”、“右”這樣的概念只有物體坐標(biāo)系才有意義。“向左轉(zhuǎn)”是物體坐標(biāo)系，“向東”則是世界坐標(biāo)系。有時(shí)物體坐標(biāo)系也稱作模型坐標(biāo)系，模型頂點(diǎn)的坐標(biāo)都是在模型坐標(biāo)系中描述的。
3、攝像機(jī)坐標(biāo)系：觀察者密切相關(guān)的坐標(biāo)系。攝像機(jī)坐標(biāo)系被看作是一種特殊的物體坐標(biāo)系，該物體坐標(biāo)系定義攝像機(jī)的屏幕可視區(qū)域。在攝像機(jī)坐標(biāo)系中，攝像機(jī)在原點(diǎn)，x軸向右，z軸向前，y軸向上。一個(gè)攝像機(jī)坐標(biāo)系如下圖所示。關(guān)于攝像機(jī)坐標(biāo)系的軸向約定可能不同。許多圖形學(xué)書中習(xí)慣用右手坐標(biāo)系，z軸向外，即從屏幕指向讀者。2D屏幕上顯示的內(nèi)容就是3D攝像機(jī)坐標(biāo)系通過投影轉(zhuǎn)換呈現(xiàn)的。
4、慣性坐標(biāo)系：為了簡化世界坐標(biāo)系到物體坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換，才有了慣性坐標(biāo)系。慣性坐標(biāo)系的原點(diǎn)和物體坐標(biāo)系的原點(diǎn)重合，但慣性坐標(biāo)系的軸平行于世界坐標(biāo)系軸。所以從物體坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為慣性坐標(biāo)系只需要旋轉(zhuǎn)，從慣性坐標(biāo)系到世界坐標(biāo)系只需要平移。
5、嵌套坐標(biāo)系：3D虛擬世界中每個(gè)物體都有自己的坐標(biāo)系———-自己的原點(diǎn)和坐標(biāo)軸。每個(gè)模型都有自己的原點(diǎn)和坐標(biāo)軸，模型的子物體就是在這個(gè)嵌套坐標(biāo)系中。
物體坐標(biāo)系到世界坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換：
1、旋轉(zhuǎn)物體坐標(biāo)系到慣性坐標(biāo)系。將物體坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)到與慣性坐標(biāo)系重合。
2、將慣性坐標(biāo)系原點(diǎn)平移至世界坐標(biāo)系。
關(guān)于Unity的一些坐標(biāo)系的知識：
Unity是左手坐標(biāo)系
世界坐標(biāo)系：我們在場景中添加物體（如：Cube），他們都是以世界坐標(biāo)顯示在場景中的。transform.position可以獲得該位置坐標(biāo)。
屏幕坐標(biāo)系：以像素來定義的，以屏幕的左下角為（0，0）點(diǎn)，右上角為（Screen.width，Screen.height），Z的位置是以相機(jī)的世界單位來衡量的。注：鼠標(biāo)位置坐標(biāo)屬于屏幕坐標(biāo)，Input.mousePosition可以獲得該位置坐標(biāo)，手指觸摸屏幕也為屏幕坐標(biāo)，Input.GetTouch(0).position可以獲得單個(gè)手指觸摸屏幕坐標(biāo)。
繪制GUI界面的坐標(biāo)系：這個(gè)坐標(biāo)系與屏幕坐標(biāo)系相似，不同的是該坐標(biāo)系以屏幕的左上角為（0，0）點(diǎn)，右下角為（Screen.width，Screen.height）。
視口坐標(biāo)系：視口坐標(biāo)是標(biāo)準(zhǔn)的 相對于相機(jī)的。相機(jī)的左下角為（0，0）點(diǎn)，右上角為（1，1）點(diǎn)，Z的位置是以相機(jī)的世界單位來衡量的。
世界坐標(biāo)→屏幕坐標(biāo)：camera.WorldToScreenPoint(transform.position);這樣可以將世界坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為屏幕坐標(biāo)。其中camera為場景中的camera對象。
屏幕坐標(biāo)→視口坐標(biāo)：camera.ScreenToViewportPoint(Input.GetTouch(0).position);這樣可以將屏幕坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為視口坐標(biāo)。其中camera為場景中的camera對象。
視口坐標(biāo)→屏幕坐標(biāo)：camera.ViewportToScreenPoint();
視口坐標(biāo)→世界坐標(biāo)：camera.ViewportToWorldPoint();
using UnityEngine;
using System.Collections;
public class Position : MonoBehaviour
{
//場景的相機(jī)，拖放進(jìn)來
public Camera camera;
//場景的物體
private GameObject obj;
void Start()
{
//初始化
obj = GameObject.Find("Plane");
}
void Update()
{
if (Input.GetMouseButtonDown(0))
{
print("世界坐標(biāo)" + obj.transform.position);
print("屏幕坐標(biāo)" + Input.mousePosition);
print("Plane 世界坐標(biāo)→屏幕坐標(biāo)" + camera.WorldToScreenPoint(obj.transform.position));
print("鼠標(biāo)屏幕坐標(biāo)→視口坐標(biāo)" + camera.ScreenToViewportPoint(Input.mousePosition));
print("Plane 世界坐標(biāo)→視口坐標(biāo)" + camera.WorldToViewportPoint(obj.transform.position));
}
}
}
